電工實(shí)驗(yàn)室資源整合研究與探索

一、電工實(shí)驗(yàn)室資源整合的意義

實(shí)驗(yàn)是我國(guó)高等院校本科理工科專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)之一，也是提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力不可分割的組成部分。近年來，我國(guó)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)越來越重視，但存在實(shí)驗(yàn)室體系結(jié)構(gòu)不合理、資源利用率低、創(chuàng)新能力不強(qiáng)等眾多問題，針對(duì)這些問題改善實(shí)踐教學(xué)，滿足人才培養(yǎng)的需要，以培養(yǎng)“創(chuàng)新精神較強(qiáng)和工程應(yīng)用能力較強(qiáng)的人才”為宗旨，尋求和探索解決節(jié)約成本和設(shè)備資源不浪費(fèi)的問題。將電工實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的新舊設(shè)備資源進(jìn)行有效整合、充分利用，并對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，一方面可以使電工實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有資源優(yōu)化，使設(shè)備利用最大化，降低辦學(xué)成本，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)更精確，教學(xué)質(zhì)量也會(huì)得以提高，另一方面通過設(shè)備資源的整合，為學(xué)生自主進(jìn)行設(shè)計(jì)、綜合實(shí)驗(yàn)提供設(shè)備支撐，為學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)提供思路引導(dǎo)，提高學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣。故對(duì)電工實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行資源整合的研究與探索具有重大的意義。

二、電工實(shí)驗(yàn)室資源現(xiàn)狀與存在問題的分析

1.學(xué)院電工實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)臺(tái)為2005年購(gòu)置，實(shí)驗(yàn)臺(tái)數(shù)少，使用頻率高且集中，2013/2014-1學(xué)期實(shí)驗(yàn)室共承擔(dān)12個(gè)班周24學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課程，總312學(xué)時(shí)，11232人時(shí)數(shù)，單臺(tái)設(shè)備承擔(dān)的工作量為280學(xué)時(shí)/臺(tái);2014/2015-1學(xué)期實(shí)驗(yàn)室共承擔(dān)17個(gè)班周34學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課程，總440學(xué)時(shí)，15840人時(shí)數(shù)，單臺(tái)設(shè)備承擔(dān)的工作量為396學(xué)時(shí)/臺(tái);預(yù)計(jì)2015/2016-1學(xué)期實(shí)驗(yàn)室共承擔(dān)18個(gè)班周36學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課程，總464學(xué)時(shí)，16704人時(shí)數(shù)，單臺(tái)設(shè)備承擔(dān)的工作量為418學(xué)時(shí)/臺(tái)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備的負(fù)荷逐漸增重，部分設(shè)備已經(jīng)不能完全滿足實(shí)驗(yàn)功能，若將原有的分立設(shè)備和實(shí)驗(yàn)臺(tái)整合應(yīng)用改進(jìn)及增加現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將改善“電工實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.2005年以前電工實(shí)驗(yàn)室舊的分立實(shí)驗(yàn)設(shè)備雖然部分可用，但是實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電源沒有保護(hù)措施，連接導(dǎo)線頭是裸露的，也不是安全導(dǎo)線，實(shí)驗(yàn)設(shè)備自身沒有保護(hù)報(bào)警電路，設(shè)備安全及學(xué)生安全都較差，故不能再完全采用舊的分立設(shè)備進(jìn)行電工實(shí)驗(yàn);2005年購(gòu)置的設(shè)備安全性較好，但是使用年限已過質(zhì)保期，一些設(shè)備的功能已經(jīng)不能完全滿足電工實(shí)驗(yàn)要求，故可整合新舊實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容，使設(shè)備資源優(yōu)化利用，充分發(fā)揮設(shè)備價(jià)值，既能節(jié)約再投入成本，又能達(dá)到較好的教學(xué)效果。通過整合應(yīng)用設(shè)計(jì)提高設(shè)備資源的利用率，發(fā)揮設(shè)備資源整合的功效，使電工實(shí)驗(yàn)室功能更完善。

3.《電工實(shí)驗(yàn)》課程是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)踐過程與理論聯(lián)系較緊密，實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)是否與理論一致，是衡量電工實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)及設(shè)備選擇是否合理的重要指標(biāo)，故因設(shè)備自身存在的缺陷及損壞導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在問題，將會(huì)使一些學(xué)生產(chǎn)生到底是應(yīng)該相信理論還是實(shí)踐結(jié)果而對(duì)真理產(chǎn)生質(zhì)疑的觀點(diǎn)。因此，應(yīng)通過整合設(shè)備資源，解決因設(shè)備原因造成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不理想的問題，使學(xué)生從觀念上充分相信真理，不產(chǎn)生混淆。資源整合以電工實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為主體，進(jìn)行改進(jìn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)研究，形成設(shè)計(jì)任務(wù)書，完成改進(jìn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)踐應(yīng)用，對(duì)實(shí)踐操作過程進(jìn)行視頻記錄，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)進(jìn)行分析整改。

三、電工實(shí)驗(yàn)室資源整合策略方案

1.電工實(shí)驗(yàn)室資源整合的基本內(nèi)容與實(shí)施方案

（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)備篩選。綜合整理現(xiàn)有電工實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源，針對(duì)目前使用的綜合電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果誤差較大的問題，在分立設(shè)備中選取相應(yīng)的儀器儀表替換實(shí)驗(yàn)臺(tái)中的設(shè)備改進(jìn)實(shí)驗(yàn)效果;針對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)中設(shè)備損壞無法維修及未配備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備無法開設(shè)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的問題，選取對(duì)應(yīng)能替代損壞的儀器的設(shè)備及增用原有長(zhǎng)期閑置的分立設(shè)備，完善、完成新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)。

（2）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。①針對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)中現(xiàn)有的“直流數(shù)字電流表”的初始誤差較大，用其完成指導(dǎo)書中直流相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，造成數(shù)據(jù)結(jié)果誤差也較大，尤其是在“基爾霍夫定律驗(yàn)證”和“疊加定理驗(yàn)證”實(shí)驗(yàn)中更明顯，用磁電系直流“電流表”替換電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的“直流數(shù)字電流表”，改進(jìn)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的直流實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論一致。②增用分立設(shè)備中的“戴維寧定理”實(shí)驗(yàn)電路板，豐富現(xiàn)有“戴維寧定理”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容或豐富考試項(xiàng)目。③實(shí)驗(yàn)臺(tái)中現(xiàn)有“數(shù)字功率表”的電流線圈、電壓線圈的量程都較大，不能準(zhǔn)確測(cè)出電感器、電容器的功率，用“低功率因數(shù)功率表”替換電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的“數(shù)字功率表”，改進(jìn)現(xiàn)有“交流參數(shù)測(cè)量”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，準(zhǔn)確測(cè)出電容器的功率，改善實(shí)驗(yàn)效果;結(jié)合“低功率因數(shù)功率表”和“可變電容箱（20uF）”，替換電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的“數(shù)字功率表”和“電容”，改進(jìn)現(xiàn)有“功率因數(shù)提高設(shè)計(jì)”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使實(shí)驗(yàn)選點(diǎn)更合理，實(shí)驗(yàn)中找到更準(zhǔn)確、更接近理論值的全補(bǔ)償點(diǎn)。④用舊設(shè)備中獨(dú)立的“電感線圈（1A/220V）”替換電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)中的“電感線圈（0.8A/36V）”，改進(jìn)現(xiàn)有“耦合繞組電路研究”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可改善原有線圈額定電壓、電流較小同學(xué)易損壞設(shè)備的問題，從而提高該實(shí)驗(yàn)的開出率。

（3）綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)。①電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)多數(shù)數(shù)據(jù)采集卡都已損壞，故虛擬示波器不能使用，從而“一階電路”實(shí)驗(yàn)無法開出，用臺(tái)式“示波器”替換電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)中的“虛擬示波器”，完成“一階電路研究”等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加實(shí)驗(yàn)的開出率。②在實(shí)驗(yàn)臺(tái)中增用“單電橋”、“雙電橋”及“兆歐表”，設(shè)計(jì)開發(fā)“直流電阻的測(cè)量”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，也可作為學(xué)生的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之一。③在實(shí)驗(yàn)臺(tái)中增用“仿真線實(shí)驗(yàn)箱”和“示波器”，設(shè)計(jì)開發(fā)“均勻傳輸線的正弦穩(wěn)態(tài)分析與測(cè)量”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增強(qiáng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與專業(yè)課程的銜接作用。④在實(shí)驗(yàn)臺(tái)中增用“三倍頻率計(jì)”和“示波器”，設(shè)計(jì)開發(fā)“非正弦周期電流電路的研究”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的綜合性實(shí)驗(yàn)比例。⑤利用分立設(shè)備中的“交流電阻”、“滑線變阻器”、“電阻箱”等小設(shè)備，讓學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、自主實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)開發(fā)，有利于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（4）微課制作。完成設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)踐驗(yàn)證，對(duì)實(shí)踐操作過程進(jìn)行視頻拍攝，利用軟件對(duì)拍攝好的視頻進(jìn)行剪輯和編輯處理，制作成微課，為日后教師教學(xué)和學(xué)生自學(xué)提供參考。

2.資源整合的特色與創(chuàng)新

（1）采用資源整合、設(shè)備重用理念，將電工實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有資源優(yōu)化，使設(shè)備利用最大化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更精確，教學(xué)質(zhì)量也會(huì)得以提高。

（2）將改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目用于電工實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使理論與實(shí)踐結(jié)合更緊密，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，改善教學(xué)質(zhì)量。

（3）設(shè)備資源的整合為同學(xué)自主進(jìn)行設(shè)計(jì)、綜合實(shí)驗(yàn)提供設(shè)備支撐，項(xiàng)目的實(shí)施為同學(xué)自主實(shí)驗(yàn)提供思路引導(dǎo)。

四、結(jié)語

通過整合我校電工實(shí)驗(yàn)室的新舊設(shè)備資源，設(shè)計(jì)改進(jìn)電工實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，解決彌補(bǔ)現(xiàn)行設(shè)備開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目存在問題，為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及開放自主學(xué)習(xí)提供思路及指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)室資源的整合，調(diào)動(dòng)教學(xué)人員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的積極性，最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)設(shè)備的功效，有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，可促進(jìn)電工實(shí)驗(yàn)工作的良性發(fā)展。

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